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.NET Core微服務之基於Ocelot+IdentityServer實現統一驗證與授權

一、案例結構總覽

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  這裡,假設我們有兩個客戶端(一個Web網站,一個移動App),他們要使用系統,需要先向IdentityService進行Login以進行驗證並獲取Token,在IdentityService的驗證過程中會訪問資料庫以驗證。然後再帶上Token通過API閘道器去訪問具體的API Service。這裡我們的IdentityService基於IdentityServer4開發,它具有統一登入驗證和授權的功能。當然,我們也可以將統一登入驗證獨立出來,寫成一個單獨的API Service,託管在API閘道器中,這裡我不想太麻煩,便直接將其也寫在了IdentityService中。

二、改寫API Gateway

  這裡主要基於前兩篇已經搭好的API Gateway進行改寫,如不熟悉,可以先瀏覽前兩篇文章:Part 1和Part 2。

2.1 配置檔案的改動

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  ......  
  "AuthenticationOptions": {    "AuthenticationProviderKey": "ClientServiceKey",    "AllowedScopes": []
  }
  ......  
  "AuthenticationOptions": {    "AuthenticationProviderKey": "ProductServiceKey",    "AllowedScopes
": []  }  ......  

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  上面分別為兩個示例API Service增加Authentication的選項,為其設定ProviderKey。下面會對不同的路由規則設定的ProviderKey設定具體的驗證方式。

2.2 改寫StartUp類

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    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {        // IdentityServer
        #region IdentityServerAuthenticationOptions => need to refactor
        Action
<IdentityServerAuthenticationOptions> isaOptClient = option =>            {                option.Authority = Configuration["IdentityService:Uri"];                option.ApiName = "clientservice";                option.RequireHttpsMetadata = Convert.ToBoolean(Configuration["IdentityService:UseHttps"]);                option.SupportedTokens = SupportedTokens.Both;                option.ApiSecret = Configuration["IdentityService:ApiSecrets:clientservice"];            };        Action<IdentityServerAuthenticationOptions> isaOptProduct = option =>        {            option.Authority = Configuration["IdentityService:Uri"];            option.ApiName = "productservice";            option.RequireHttpsMetadata = Convert.ToBoolean(Configuration["IdentityService:UseHttps"]);            option.SupportedTokens = SupportedTokens.Both;            option.ApiSecret = Configuration["IdentityService:ApiSecrets:productservice"];        };        #endregion        services.AddAuthentication()            .AddIdentityServerAuthentication("ClientServiceKey", isaOptClient)            .AddIdentityServerAuthentication("ProductServiceKey", isaOptProduct);        // Ocelot        services.AddOcelot(Configuration);        ......          }

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  這裡的ApiName主要對應於IdentityService中的ApiResource中定義的ApiName。這裡用到的配置檔案定義如下:

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  這裡的定義方式,我暫時還沒想好怎麼重構,不過肯定是需要重構的,不然這樣一個一個寫比較繁瑣,且不利於配置。

三、新增IdentityService

這裡我們會基於之前基於IdentityServer的兩篇文章,新增一個IdentityService,不熟悉的朋友可以先瀏覽一下Part 1和Part 2。

3.1 準備工作

  新建一個ASP.NET Core Web API專案,繫結埠5100,NuGet安裝IdentityServer4。配置好證書,並設定其為“較新則複製”,以便能夠在生成目錄中讀取到。

3.2 定義一個InMemoryConfiguration用於測試

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    /// <summary>
    /// One In-Memory Configuration for IdentityServer => Just for Demo Use    /// </summary>
    public class InMemoryConfiguration
    {        public static IConfiguration Configuration { get; set; }        /// <summary>
        /// Define which APIs will use this IdentityServer        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static IEnumerable<ApiResource> GetApiResources()
        {            return new[]
            {                new ApiResource("clientservice", "CAS Client Service"),                new ApiResource("productservice", "CAS Product Service"),                new ApiResource("agentservice", "CAS Agent Service")
            };
        }        /// <summary>
        /// Define which Apps will use thie IdentityServer        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static IEnumerable<Client> GetClients()
        {            return new[]
            {                new Client
                {
                    ClientId = "cas.sg.web.nb",
                    ClientName = "CAS NB System MPA Client",
                    ClientSecrets = new [] { new Secret("websecret".Sha256()) },
                    AllowedGrantTypes = GrantTypes.ResourceOwnerPassword,
                    AllowedScopes = new [] { "clientservice", "productservice",
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile }
                },                new Client
                {
                    ClientId = "cas.sg.mobile.nb",
                    ClientName = "CAS NB System Mobile App Client",
                    ClientSecrets = new [] { new Secret("mobilesecret".Sha256()) },
                    AllowedGrantTypes = GrantTypes.ResourceOwnerPassword,
                    AllowedScopes = new [] { "productservice",
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile }
                },                new Client
                {
                    ClientId = "cas.sg.spa.nb",
                    ClientName = "CAS NB System SPA Client",
                    ClientSecrets = new [] { new Secret("spasecret".Sha256()) },
                    AllowedGrantTypes = GrantTypes.ResourceOwnerPassword,
                    AllowedScopes = new [] { "agentservice", "clientservice", "productservice",
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile }
                },                new Client
                {
                    ClientId = "cas.sg.mvc.nb.implicit",
                    ClientName = "CAS NB System MVC App Client",
                    AllowedGrantTypes = GrantTypes.Implicit,
                    RedirectUris = { Configuration["Clients:MvcClient:RedirectUri"] },
                    PostLogoutRedirectUris = { Configuration["Clients:MvcClient:PostLogoutRedirectUri"] },
                    AllowedScopes = new [] {
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
                        IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile,                        "agentservice", "clientservice", "productservice"
                    },                    //AccessTokenLifetime = 3600, // one hour
                    AllowAccessTokensViaBrowser = true // can return access_token to this client                }
            };
        }        /// <summary>
        /// Define which IdentityResources will use this IdentityServer        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static IEnumerable<IdentityResource> GetIdentityResources()
        {            return new List<IdentityResource>
            {                new IdentityResources.OpenId(),                new IdentityResources.Profile(),
            };
        }
    }

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  這裡使用了上一篇的內容,不再解釋。實際環境中,則應該考慮從NoSQL或資料庫中讀取。

3.3 定義一個ResourceOwnerPasswordValidator

  在IdentityServer中,要實現自定義的驗證使用者名稱和密碼,需要實現一個介面:IResourceOwnerPasswordValidator

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    public class ResourceOwnerPasswordValidator : IResourceOwnerPasswordValidator
    {        private ILoginUserService loginUserService;        public ResourceOwnerPasswordValidator(ILoginUserService _loginUserService)
        {            this.loginUserService = _loginUserService;
        }        public Task ValidateAsync(ResourceOwnerPasswordValidationContext context)
        {
            LoginUser loginUser = null;            bool isAuthenticated = loginUserService.Authenticate(context.UserName, context.Password, out loginUser);            if (!isAuthenticated)
            {
                context.Result = new GrantValidationResult(TokenRequestErrors.InvalidGrant, "Invalid client credential");
            }            else
            {
                context.Result = new GrantValidationResult(
                    subject : context.UserName,
                    authenticationMethod : "custom",
                    claims : new Claim[] {                        new Claim("Name", context.UserName),                        new Claim("Id", loginUser.Id.ToString()),                        new Claim("RealName", loginUser.RealName),                        new Claim("Email", loginUser.Email)
                    }
                );
            }            return Task.CompletedTask;
        }
    }

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  這裡的ValidateAsync方法中(你也可以把它寫成非同步的方式,這裡使用的是同步的方式),會呼叫EF去訪問資料庫進行驗證,資料庫的定義如下(密碼應該做加密,這裡只做demo,沒用弄):

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  至於EF部分,則是一個典型的簡單的Service呼叫Repository的邏輯,下面只貼Repository部分:

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  其他具體邏輯請參考示例程式碼。

3.4 改寫StarUp類

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    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {        // IoC - DbContext
        services.AddDbContextPool<IdentityDbContext>(
            options => options.UseSqlServer(Configuration["DB:Dev"]));        // IoC - Service & Repository
        services.AddScoped<ILoginUserService, LoginUserService>();
        services.AddScoped<ILoginUserRepository, LoginUserRepository>();        // IdentityServer4
        string basePath = PlatformServices.Default.Application.ApplicationBasePath;
        InMemoryConfiguration.Configuration = this.Configuration;
        services.AddIdentityServer()
            .AddSigningCredential(new X509Certificate2(Path.Combine(basePath,
                Configuration["Certificates:CerPath"]),
                Configuration["Certificates:Password"]))            //.AddTestUsers(InMemoryConfiguration.GetTestUsers().ToList())            .AddInMemoryIdentityResources(InMemoryConfiguration.GetIdentityResources())
            .AddInMemoryApiResources(InMemoryConfiguration.GetApiResources())
            .AddInMemoryClients(InMemoryConfiguration.GetClients())            .AddResourceOwnerValidator<ResourceOwnerPasswordValidator>()
            .AddProfileService<ProfileService>();
        ......
    }

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  這裡高亮的是新增的部分,為了實現自定義驗證。關於ProfileService的定義如下:

640?wx_fmt=gif View Code

3.5 新增統一Login入口

  這裡新增一個LoginController:

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    [Produces("application/json")]
    [Route("api/Login")]    public class LoginController : Controller
    {        private IConfiguration configuration;        public LoginController(IConfiguration _configuration)
        {
            configuration = _configuration;
        }

        [HttpPost]        public async Task<ActionResult> RequestToken([FromBody]LoginRequestParam model)
        {
            Dictionary<string, string> dict = new Dictionary<string, string>();
            dict["client_id"] = model.ClientId;
            dict["client_secret"] = configuration[$"IdentityClients:{model.ClientId}:ClientSecret"];
            dict["grant_type"] = configuration[$"IdentityClients:{model.ClientId}:GrantType"];
            dict["username"] = model.UserName;
            dict["password"] = model.Password;            using (HttpClient http = new HttpClient())            using (var content = new FormUrlEncodedContent(dict))
            {                var msg = await http.PostAsync(configuration["IdentityService:TokenUri"], content);                if (!msg.IsSuccessStatusCode)
                {                    return StatusCode(Convert.ToInt32(msg.StatusCode));
                }                string result = await msg.Content.ReadAsStringAsync();                return Content(result, "application/json");
            }
        }
    }

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  這裡假設客戶端會傳遞使用者名稱,密碼以及客戶端ID(ClientId,比如上面InMemoryConfiguration中的cas.sg.web.nb或cas.sg.mobile.nb)。然後構造引數再呼叫connect/token介面進行身份驗證和獲取token。這裡將client_secret等機密資訊封裝到了伺服器端,無須客戶端傳遞(對於機密資訊一般也不會讓客戶端知道):

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  "IdentityClients": {    "cas.sg.web.nb": {      "ClientSecret": "websecret",      "GrantType": "password"
    },    "cas.sg.mobile.nb": {      "ClientSecret": "mobilesecret",      "GrantType": "password"
    }
  }

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四、改寫業務API Service

4.1 ClientService

  (1)安裝IdentityServer4.AccessTokenValidation

NuGet>Install-Package IdentityServer4.AccessTokenValidation

  (2)改寫StartUp類

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    public IServiceProvider ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        ......        // IdentityServer
        services.AddAuthentication(Configuration["IdentityService:DefaultScheme"])
            .AddIdentityServerAuthentication(options =>
            {
                options.Authority = Configuration["IdentityService:Uri"];
                options.RequireHttpsMetadata = Convert.ToBoolean(Configuration["IdentityService:UseHttps"]);
            });

        ......
    }

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  這裡配置檔案的定義如下:

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  "IdentityService": {    "Uri": "http://localhost:5100",    "DefaultScheme":  "Bearer",    "UseHttps": false,    "ApiSecret": "clientsecret"
  }

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4.2 ProductService

  與ClientService一致,請參考示例程式碼。

五、測試

5.1 測試Client: cas.sg.web.nb

  (1)統一驗證&獲取token

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  (2)訪問clientservice (by API閘道器)

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  (3)訪問productservice(by API閘道器)

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5.2 測試Client: cas.sg.mobile.nb

  由於在IdentityService中我們定義了一個mobile的客戶端,但是其訪問許可權只有productservice,所以我們來測試一下:

  (1)統一驗證&獲取token

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  (2)訪問ProductService(by API閘道器)

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  (3)訪問ClientService(by API閘道器) => 401 Unauthorized

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六、小結

  本篇主要基於前面Ocelot和IdentityServer的文章的基礎之上,將Ocelot和IdentityServer進行結合,通過建立IdentityService進行統一的身份驗證和授權,最後演示了一個案例以說明如何實現。不過,本篇實現的Demo還存在諸多不足,比如需要重構的程式碼較多如閘道器中各個Api的驗證選項的註冊,沒有對各個請求做使用者角色和許可權的驗證等等,相信隨著研究和深入的深入,這些都可以逐步解決。後續會探索一下資料一致性的基本知識以及框架使用,到時再做一些分享。

示例程式碼

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參考資料

  楊中科,《.NET Core微服務介紹課程》

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